Небезпека виникнення аварій при проведенні теплових процесів та їх попередження

1.

НАЦІОНАЛЬНИЙ
УНІВЕРСИТЕТ
ЦИВІЛЬНОГО
ЗАХИСТУ
УКРАЇНИ

2.

КАФЕДРА
ПОЖЕЖНОЇ І ТЕХНОГЕННОЇ
БЕЗПЕКИ ОБ`ЄКТІВ
ТА ТЕХНОЛОГІЙ

3. Тема 1.2. Аварії та аварійні ситуації в типових технологічних процесах та апаратах небезпечних виробництв ЛЕKЦІЯ 8 Небезпека

виникнення аварій
при проведенні теплових
процесів та їх попередження.

4. ПЛАН ЛЕКЦІЇ

1.Способи нагрівання горючих речовин.
2.Пожежна небезпека процесів нагрівання
горючих речовин.
3.Пожежна профілактика при нагріванні
горючих речовин (для самостійного вивчення).

5. ЛІТЕРАТУРА:

1. О. П. Михайлюк, В. В. Олійник, І. Я. Кірса, П. А.
Білим, О. О. Тесленко Пожежна безпека об'єктів
підвищеної небезпеки.
2. Михайлюк О.П., Олійник В.В., Мозговий Г.О.
Теоретичні основи пожежної профілактики
технологічних процесів та апаратів.
3. Клубань В.С., Петров А.П., Рябиков В.С. Пожарная
безопасность предприятий промышленности и
агропромышленного комплекса. с.140-143, 148152.
4. Алексеев М.В., Волков О.М. и др. Пожарная
профилактика в технологических процессах
производства. с.13-28, 54-65.
5. Котов Г.М. и др. Пожарно-профилактические
мероприятия на нефтеперабатывающих заводах.
1981 с.11.

6. 1. СПОСОБИ НАГРІВАННЯ ГОРЮЧИХ РЕЧОВИН

7. Речовини, що мають більш високу температуру й використовувані для нагрівання інших речовин, називають теплоносіями. Речовини,

використовувані для
охолодження інших речовин,
називають охолодними агентами.

8.

1.1 Класифікація теплоносіїв:
• прямі джерела тепла (полум'я і топкові гази,
ел. струм,);
• проміжні теплоносії (водяна пара, гаряча
вода, нагріте повітря,);
• високотемпературні теплоносії (органічні
рідини, розплави солей і металів, мінеральні
масла і т.д.);
• гарячі продукти виробництва (напівпродукти, відходи виробництва,кінцеві продукти).

9. Способи передачі тепла :

• теплопровідністю ;
• конвекцією;
• випромінюванням
Класифікація теплообмінників:
• нагрівачі, випарники, кип'ятильники;
• холодильники, конденсатори;
• кристалізатори;
• регенеративні теплообмінники
За способом передачі тепла розрізняють апарати:
• поверхневі;
• змішування

10. Способи нагрівання горючих речовин

• НАГРІВАННЯ ВОДЯНОЮ
ПАРОЮ І ГАРЯЧИМИ
ПРОДУКТАМИ;
• НАГРІВАННЯ
ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНИМИ
ТЕПЛОНОСІЯМИ
• НАГРІВАННЯ ПОЛУМ'ЯМ ТА
ТОПКОВИМИ ГАЗАМИ

11. 1.1 Нагрівання горючих речовин теплоносіями

12. Високотемпературні теплоносії (ВТ)

• розплавлені неорганічні солі і суміші солей
(КNO3, NaN03, AlBr3, AlCl3 і ін.);
• рідкометалеві ВТ (ртуть, натрій, калій та
суміші легкоплавких металів);
• органічні високотемпературні теплоносії (ОТ)
( мінеральні масла -компресорне, циліндрове
та інш., гліцерин, дифеніл, дифеніловий ефір
тощо).

13. Класифікація теплообмінників за конструктивними ознаками

кожухотрубчасті теплообмінники;
теплообмінники типу “труба в трубі”;
підігрівники з паровим простором;
заглибні конденсатори-холодильники;
конденсатори повітряного
охолодження.

14. Кожухотрубчатий теплообмінник жорсткого типу

• застосовують при різниці температур
теплообмінюючих середовищ не більш
500С;
• коли довжина трубок теплообмінника
більше 2 м або різниця температур між
кожухом і пучком труб перевищує 400С
для зниження температурних напружень
і деформацій у теплообміннику застосовують температурні компенсатори.

15. КОЖУХОТРУБЧАСТИЙ ТЕПЛООБМІННИК З ЛІНЗОЮ НА КОРПУСІ

1 – корпус теплообмінника;
5 – лінза.

16.

КОЖУХОТРУБЧАСТИЙ ТЕПЛООБМІННИК
З ПЛАВАЮЧОЮ ГОЛОВКОЮ
1 – корпус теплообмінника;
2 – плаваюча головка.

17. КОЖУХОТРУБЧАСТИЙ ТЕПЛООБМІННИК З ВИГНУТИМИ ТРУБАМИ

1 – корпус теплообмінника;
4 – вигнуті трубки.

18. КОЖУХОТРУБЧАСТИЙ ТЕПЛООБМІННИК З САЛЬНИКОМ

1 – корпус теплообмінника;
3 – сальник.

19. КОЖУХОТРУБЧАСТИЙ ТЕПЛООБМІННИК ТИПУ ТРУБА В ТРУБІ

1 – зовнішня труба;
2 – внутрішня труба.

20.

21.

22. ХОЛОДИЛЬНИК КОНДЕНСАТОР ПОГРУЖНОГО ТИПУ

3 – охолоджуюча вода;
4 – труби холодильника.

23. ШНЕКОВИЙ ТЕПЛООБМІННИК

24. 1.2. НАГРІВАННЯ ПОЛУМ'ЯМ ТА ТОПКОВИМИ ГАЗАМИ

25.

Класифікація трубчастих печей:
• За тепловим потоком і пропускною здатністю (малі з
тепловим потоком до 3 млн Вт і пропускною здатністю до 300
т/добу; середні - з тепловим потоком 3-15 млн Вт і пропускною
здатністю 300-1000 т/добу; великі - з тепловим потоком більш 15
млн Вт і пропускною здатністю 1000 т/добу і вище;
• За тиском в нагрівальному змійовику (вакуумні, атмосферні,
високого тиску).
• Залежно від температури нагрівання продукту:
(низькотемпературні - до 400 С; високотемпературні -понад 400
С);
• За способом передачі тепла: конвекційного типу; радіантні;
радіантно-конвекційні;
• За кількістю радіантних топкових камер: однокамерні;
двохкамерні; багатокамерні.

26. Трубчаста піч складається з:

каркаса;
обмуровування;
приладів для спалювання палива;
змійовика;
гарнітури.

27. ТРУБЧАСТА ПІЧЬ

28.

29.

30. 2. ПОЖЕЖНА НЕБЕЗПЕКА ПРОЦЕСІВ НАГРІВАННЯ ГОРЮЧИХ РЕЧОВИН

31.

2.1.Пожежна небезпека
теплообмінників

32.

УМОВИ УТВОРЕННЯ ГОРЮЧОГО СЕРЕДОВИЩА
• 1. ГР з апарата виходить назовні.
В результаті її розтікання і випаровування можуть
утворитися місцеві горючі концентрації. Це відбувається, коли рідина нагріта вище температури спалаху,
тобто, коли tр>tсп.
• 2. Продукт, що нагрівається, попадає до
теплоносія. Якщо в якості теплоносія застосовується водяна пара, то при влученні в неї горючого
продукту, він може пройти в паровий казан або у
каналізацію, що може привести до утворення ГС.
• 3. Теплоносій (пара) попадає в
нагріваємий продукт.
Це відбувається, коли
тиск пари більше тиску продукту, що нагрівається. У
результаті продукт обводнюється і може стати
небезпечним для подальших технологічних операцій
(при влученні у високонагрітий апарат вода скипає,

33.

Нещільності й ушкодження в теплообмінниках з'являються в результаті:
- утворення підвищеного тиску;
- температурних напружень;
- корозії.

34.

Підвищений тиск у теплообміннику
утворюється:
- при відсутності контролю і регулювання
подачі нагріваємого продукту або
теплоносія;
- при утворенні пробок у трубках або у лінії
за теплообмінником;
- при перегріві рідин;
- при порушенні циркуляції теплоносіїв;
При зупинці установки та зниженні температури
теплоносій застигає в системі, що приводить до
прогару труб, викиду теплоносія і виникненню

35. ДІЛЯНКИ ПЕРЕГРІВУ ТЕПЛООБМІН-НОЇ ПОВЕРХНІ 1 – теплообмін-на поверхня; 2 – теплоносій з високою темпе-ратурою; 3 – продукт, що

ДІЛЯНКИ
ПЕРЕГРІВУ
ТЕПЛООБМІННОЇ ПОВЕРХНІ
1 – теплообмінна поверхня;
2 – теплоносій з
високою температурою;
3 – продукт, що
нагрівається.

36.

ВИНИКНЕННЯ ТЕМПЕРАТУРНИХ НАПРУЖЕНЬ
Забруднення
апарата
приводять
до
зниження
інтенсивності
теплообміну.
Встановлено, що накипання товщиною
1 мм знижують коефіцієнт теплопередачі
приблизно на 10-16%, а товщиною 5 мм на 40-50%.

37. Визначення температурних напружень в теплообмінниках із жорстким з'єднанням корпуса і трубок:

мах
к
Т
мах
Рt
Р Ек
Fк Ек Fк ЕТ FТ
Рt
Р ЕТ
FТ Ек Fк ЕТ FТ

38. Джерела запалювання

• іскрові розряди статичної електрики;
• іскри при роботі із сталевим інструментом;
• теплота самозаймання продуктів, нагрітих вище
температури самоспалахування, відкладень коксу,
термополімерів і ін.
Джерела запалювання установок ВОТ:
• полум'я або високонагріті конструкції
котлоагрегатів і відкритих спіралей систем
електрообігрівання;
• іскри при замиканні спіралей на корпус;
• теплота перегріву підшипників і сальників насосів.

39. Шляхи поширення пожежі

• просочена горючими продуктами
теплоізоляція теплообмінників;
• поверхні горючих рідин, що
розлилися;
• хмара аерозолю ОТ;
• устаткування, технологічні
комунікації тощо.

40. 2.2. ПОЖЕЖНА НЕБЕЗПЕКА ТРУБЧАСТИХ ПЕЧЕЙ

• ГОРЮЧЕ СЕРЕДОВИЩЕ при експлуатації
трубчастих печей у нормальних умовах не
утворюється (змійовики труб, топковий простір печі
повністю заповнені і відсутній пароповітряний
простір.
Для печі характерні вибухи :
У топковому просторі:
• у періоди пуску печей, перед розпалюванням;
• при порушенні порядку операцій при розпалюванні
печі;
• у моменти раптового обриву смолоскипів полум'я.

41. Вибухи в боровах або в димових каналах :

• у результаті наявності в них продуктів
неповного згоряння.
Причини ушкодження труб змійовика:
• прогар стінки труби;
• корозія матеріалу труб;
• ерозія матеріалу труб;
• підвищений тиск у трубах змійовика.
Причина прогару - сильний перегрів
окремої ділянки теплообмінної
поверхні.

42. Причини утворення коксу

• термічне розкладання продукту;
• наявність різних солей у продукті: MgСl2,
CaСl2;
• зменшення швидкості руху або зупинка
продукту;
• корозія;
• ерозія;
• підвищення тиску в змійовику.
Причина підвищення тиску - зростання
гідравлічного опору системи при
утворенні відкладень коксу і солей.

43. Причини пошкодження двійників

• нещільне прилягання пробки до
корпуса двійника;
• викид пробки;
• порушення герметичності з'єднання
труб з корпусом двійника;
• ушкодження корпуса двійника.

44. Можливі джерела запалювання

• вогонь і іскри виробничої установки;
• високонагріті внутрішні і зовнішні
поверхні печі;
• самоспалахування продукту при
підвищенні робочої температури вище
температури самоспалахування;
• самоспалахування сульфідів заліза;
• розряди статичної й атмосферної
електрики.

45. Шляхи поширення пожежі

• по дзеркалу розлитої ЛЗР або ГР;
• по технологічних трубопроводах і
комунікаціям;
• по теплоізоляції;
• по паро-газоповітряній хмарі;
• по уламкам, що розлітаються в результаті
вибуху;
• по системам каналізації, паливним лініям.

46. НОРМАТИВНІ ДОКУМЕНТИ

1. Правила пожежної безпеки в Україні.
2. ВУПП-88. Ведомственные указания по
противопожарному проектированию
предприятий, зданий и сооружений
нефтеперерабатывающей и нефтехимической
промышленности. (сб.н.д. 31)
3. НПАОП 0.00-1.41-88. Общие правила
взрывобезопасности для взрывопожароопасных
химических, нефтехимических и
нефтеперерабатывающих производств.
(сб.н.д.№30, окрема брошюра)

47.

4. НАПБ 01.010-83. Правила пожарной
безопасности при эксплуатации предприятий
госкомнефтепродукта СРСР. (сб.н.д.25)
5. НАПБ В.01.027-85112. Правила пожарной
безопасности в нефтяной ромышленности.
6. НАПБ А.01.001-2004. Правила пожежної
безпеки в Україні.

48. ЗАВДАННЯ НА САМОПІДГОТОВКУ

- відпрацювати наданий матеріал за допомогою
літератури, що наведена;
- законспектувати окремі положення нормативних
документів, що регламентують питання
забезпечення пожежної безпеки. Результати
оформити у вигляді таблиці.
ППЗ що
запобігають
утворенню ГС
1.
2.
3.
4.
5.
ППЗ, що
виключають
можливість
виникнення ДЗ
ППЗ, спрямовані
на обмеження
ШПП